(57)【要約】【課題】製造過程において危険な高熱や、有害な亜硫酸ガスの発生や、製造容器の酸による損壊を生じないため、安全且つ経済的に凝集剤を製造できて、凝集の機能の一層の向上も望める無機凝集剤を提供すること。【解決手段】液体中に分散する微粒物質が会合して、より大きな会合体を造る凝集作用を助長させる無機凝集剤であって、  この無機凝集剤は、牡蠣等の貝殻を原料として、この原料に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液を作用させて、原料が含有する凝集機能成分を溶出させたものであること。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に分散する微粒物質が会合して、より大きな会合体を造る凝集作用を助長させる無機凝集剤であって、
この無機凝集剤は、牡蠣等の貝殻を原料として、この原料に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液を作用させて、原料が含有する凝集機能成分を溶出させたものである
ことを特徴とする無機凝集剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貝殻を原料として得られる高性能で安価な無機凝集剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
牡蠣等の貝殻を原料として、この原料に酸性液を作用させ、原料が含有する凝集成分を溶出させた無機凝集剤は、本発明者の先発明に係るものであり、煩雑な操作も技術の熟練も要せず安定した効果が得られて、しかも、従来の凝集剤では不可能な繰り返し使用ができ、製品のコストは最も安価な有機高分子凝集剤の数１０分の１以下であるという理想的な特性を有するものである。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特願２００２−１５７９２８号明細書（第２頁）
【０００３】
しかしながら、貝殻から酸性液を用いて凝集成分を抽出する無機凝集剤は、製造過程において危険な高熱と、有害な亜硫酸ガスを発生するという安全上の問題点と、製造容器が強酸により損壊されて短期間で更新を要するという経済的な問題点とを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記課題を解決して、製造過程において危険な高熱や、有害な亜硫酸ガスの発生や、製造容器の酸による損壊を生じないため、安全且つ経済的に凝集剤を製造できて、凝集機能の一層の向上も望める無機凝集剤を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明に係る無機凝集剤は、下記の構成を採用することを特徴とする。
液体中に分散する微粒物質が会合して、より大きな会合体を造る凝集作用を助長させる無機凝集剤であって、
この無機凝集剤は、牡蠣等の貝殻を原料として、この原料に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液を作用させて、原料が含有する凝集機能成分を溶出させたものであること。
【発明の効果】
【０００６】
（１）貝殻に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液を作用させて、凝集成分を抽出する場合は、製造過程における高熱や、有害ガスの発生及び酸による製造容器の損壊が防止されるため、無機凝集剤を安全且つ経済的に製造することができる。
（２）貝殻から抽出された凝集機能成分は、凝集性・吸着性・沈降速度等において有機高分子凝集剤と同等の機能を発揮する。
（３）凝集剤を処理液に混合するだけで、前段において処理液のＰＨ調整をしたり、助剤による効果の向上を図る等の煩雑な操作や技術の熟練等は必要とせずに、最良の効果を安定して上げることができる。
（４）従来の凝集剤では不可能であった繰り返し使用が可能である。
（５）有機高分子凝集剤では取り残し易かった溶解性物質を分離除去することができる。
（６）廃物の貝殻を有用な資源として活用できて、製品のコストが有機高分子凝集剤の安価なものに比べても数１０分の１以下と極めて安い。
（７）貝殻からの凝集機能成分の抽出に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液を用いると、アルミニウム成分により溶解性物質（コロイド）の吸着が行なわれるので凝集の効果が大きく増進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明に係る無機凝集剤の実施形態を説明する。
【実施例１】
【０００８】
本発明において主原料とする貝殻は、公知の通り石灰を主成分として、多種の微量元素（ミネラル）を含有するものであり、これら微量元素中に硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤の水溶液によって溶出させると、凝集、吸着、沈降等の機能を発揮する成分を有しているものが存在する総てが適用される。しかし、大量を容易に入手できることが好ましいので、現在は蠣殻を使用している。
【０００９】
前記貝殻は、洗浄等により汚れを除去して、原形のままか、成分抽出液との接触面積を大きくするため適当な大きさに粉砕するか、あるいは、粉状に粉砕したもの等をそのままか、凝集機能等を助長するための剤等を加えて、結合剤により粒状、塊状に成形したものを用いてもよい。
【００１０】
前記貝殻から凝集機能成分を溶出させる水溶液は、硫酸バンドと称される硫酸アルミニウム、ＰＡＣと称されるポリ塩化アルミニウムか、これらと同効質剤であって、凝集剤の製造に際して、高熱や有害ガスを発生せず、強酸による製造容器の損壊も生じないが、貝殻から凝集機能成分を溶出する特性に優れた材料を水により適当な濃度に希釈して用いるものであり、この水溶液は以後においては硫酸アルミニウム水溶液を代表として述べる。
【００１１】
硫酸アルミニウム水溶液を原料の貝殻に作用させるには、浸漬・接触・その他の適当な手段を用いる。このうち、浸漬式は原料貝殻の適量を製造容器に入れて、この容器に適当濃度の硫酸アルミニウム水溶液を貝殻が漬かるように注入して、静置するか、必要に応じて攪拌を行なうことにより、貝殻に硫酸アルミニウム水溶液を作用させて、貝殻に含有される微量元素（ミネラル）を凝集機能成分として溶出させて凝集剤の原液を調製する。
【００１２】
又、接触式は、通水底を有する容器に貝殻を必要とする接触時間が得られる層厚をなすように収容して置き、容器の上から適当濃度に希釈した硫酸アルミニウム水溶液をシャワー状に流下させるか、反対に下から流入させて上へ流出させるか、あるいは、水溶液の流路中に原料貝殻の充填部を設けて、この充填部に貝殻層を充填し、硫酸アルミニウム水溶液が貝殻層を横に貫流するようにする。こうすと、原理的には硫酸アルミニウム水溶液が一定時間で貝殻層を通過して貝殻に作用し、貝殻が含有する凝集剤機能成分の微量元素（ミネラル）を溶出させるのであって、この方式では通過時間の設定により適当な濃度の凝集剤を連続して調製することができる。
【００１３】
前記の通り貝殻に硫酸アルミニウム水溶液を作用させて溶出させた成分が何であるか、これら成分中の何が凝集機能を発揮するものであるかは、分析設備を持たないため確認することはできない。しかしながら、硫酸アルミニウム水溶液に浸漬して貝殻成分から溶出させた凝集剤の原液を１０００倍程度に希釈して、この希釈液を試験容器に取った５００ｃｃの豚尿排水に加え、緩やかに攪拌した後に静止させて凝集試験を行って見ると、豚尿排水中の懸濁物質は２０秒で凝集し始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴ない、逐次沈降して２分後にはフロックが製造容器の底部に沈降層を造り、通常はこの沈降層より上は無色透明の状態となった。しかし、１回で無色透明の状態にならない場合は、上澄液のみを取り出して、更に、上記作業を繰り返し行なうと無色透明の状態とすることができる。
【００１４】
前述の通り無色透明の状態となった上澄水のＢＯＤ値と、凝集処理を行なう前の処理液とのＢＯＤ値を比較検査すると、９５％以上が除去されていて溶解性物質の除去も極めて効果的に行なわれることが実証された。しかも、本発明の無機凝集剤は、これを単に処理液に混合して攪拌するだけで、事前に処理液のＰＨ調整をしたり、無機凝集剤等の助剤添加による機能増進を図ったりする煩雑な操作や、技術の熟練などは一切不要であって、充分な効果を安定して上げることができる。
【００１５】
また、本発明の無機凝集剤は、一回目の使用により凝集沈降した物質を除去すれば、この無機凝集剤液を次の処理液に加えて、処理液中に分散する微粒物質（コロイド溶液）の凝集・沈降等を助成する２回目の作用を行わせ、この際に凝集・沈降した物質を除去した後に、凝集剤液を更に新たな処理液に加えて、液中に分散する物質の凝集・沈降を助成させる３回目の作用を行うという実験を多数回繰り返しても、凝集剤液の濃度保障に留意すれば、凝集・沈降等の助成機能には変化が認められず、このことから、本発明の無機凝集剤は繰り返し使用できるものであることが実証された。
（実験例１）
【００１６】
蠣殻５００ｇを減速攪拌機を備えた２００lの製造容器に入れて、この容器へ濃度８％の硫酸アルミニウムの水溶液２００lを加えて、蠣殻が上記水溶液に漬かる状態で２４時間攪拌した。その結果、容器には蠣殻から凝集機能成分となる微量元素（ミネラル）が溶出した２００lの凝集剤原液が得られた。そこで、水１８０lに凝集剤原液の２０lを加えて凝集剤液を調製した。
（実験例２）
【００１７】
実験例１において得た凝集剤液の１０倍液２０lを、１０ｍ３のタンクに取った８ｍ３の豚尿排水に加えて、１５分間攪拌してその後静止させた。その結果、豚尿排水中の微粒物質は、６０秒で凝集を始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴い沈降して、６０分後にはフロックがタンクの底に沈降層を形成し、その上には透明な水が存在する状態となった。そして、この上澄水のＢＯＤ値を計測すると、１回目は１５０ｐｐｍ以下であり、原排水のＢＯＤは６０００ｐｐｍであるから、本発明の凝集剤液による処理ではＢＯＤの除去率が９７．５％以上に達することが実証された。また、２回目の処理では、１５０ｐｐｍのＢＯＤ排水に対して上記処理を繰り返し行なった。その結果、ＢＯＤ値は１５ｐｐｍとなり、除去率は９０％になることが確認された。
（実験例３）
【００１８】
実験例２において、豚尿排水に凝集剤を加え、緩やかに攪拌した後に、攪拌を停止するとき、廃水のＰＨを検査して酸性状態にあれば、アルカリ剤を注入して廃水が中性となるように加減した。こうすると、酸性状態のときに比べて凝集沈降が著しく増進されて、３０分で実験例２と同様の結果が得られた。
（実験例４）
【００１９】
豚尿排水５００ｃｃをビーカーに取って、希釈凝集剤の５ｃｃ加え、５．６秒間攪拌してその後静止させた。その結果、豚尿排水中の微粒物質は、２０秒で凝集を始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴い沈降して、２分後にはフロックが容器の底に沈降層を形成して、その上には透明な水が存在する状態となった。この試料についてＢＯＤ値は未計測である。
（実験例５）
【００２０】
曝気によりエマルジョン化している油脂類を含有する製菓工場の排水５００ｃｃを容器に取って、希釈凝集剤５ｃｃを加え、５．６秒間攪拌してその後静止させた。その結果、排水中の微粒物質は２０秒で凝集し始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴い沈降して、２〜３分後にはフロックが容器の底に沈降層を形成して、その上には透明な水が存在する状態となった。この資料ついてもＢＯＤ値は未計測である。
（実験例６）
【００２１】
曝気によりエマルジョン化している油脂類を含有する弁当工場の排水５００ｃｃを容器に取って、希釈凝集剤５ｃｃを加え、５．６秒間攪拌してその後静止させた。その結果、排水中の微粒物質は、２０秒で凝集し始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴な沈降して、２、３分後にはフロックが容器の底に沈降層を形成して、その上には透明な水が存在する状態となった。この試料についてもＢＯＤ値は未計測である。
（実験例７）
【００２２】
生活排水５００ｃｃを容器に取って、希釈凝集剤５ｃｃを加え、５．６秒間攪拌してその後静止させた。その結果、排水中の懸濁物質は、２０秒で凝集し始めてフロックを形成し、フロックの成長に伴い沈降して、２，３分後にはフロックが容器の底に沈降層を形成して、その上には透明な水が存在する状態となった。この試料についてもＢＯＤ値は未計測である。
【００２３】
本発明に係る無機凝集剤は、これが最も反応し易い状況で使用することが重要であり、処理の対象となる排水の濃度に応じて凝集剤の濃度を８００ｐｐｍ以下の範囲内で適正な値に設定する。但し、畜産や水産関連の排水の連続処理において一定した濃度が保てるように希釈処理を行なうこととし、凝集沈降の処理は１回で終了するよりも、１回目の上澄液に対して同じ処理を２回以上繰り返す方が効率的であり、安全性が確保される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
排水処理において微粒物質を極めて経済的に効率よく除去するのに適用できる。